基于同伦分析法的非饱和土层固结问题的级数解

由于非饱和土的渗透系数是基质吸力的函数,使得控制方程带有强非线性的特征,进而使得控制方程的解析求解变得十分困难。同伦分析法对级数基函数和辅助线性算子的选择具有更大的自由性、灵活性,且收敛性的控制和调节更加容易实现,求解强非线性微分方程时在选择线性算子以及辅助参数上具有明显的优势。因此,针对非饱和土固结方程的非线性特征,对于处于地表浅层的非饱和土层,假设孔隙气压力为大气压力,在Richard经验公式与非饱和土一维固结理论的基础上,推导了非饱和一维固结无量纲控制方程;应用同伦分析法,通过选取适当的初始猜测解与辅助参数,将该非线性方程转换为线性的微分方程组并求解得到固结问题的级数解。此外,以压实高岭土为研究对象,在收集相关试验参数基础之上,将由同伦分析法求得的固结问题的近似解析解与有限差分法数值结果相对比,分析结果验证了解析解的正确性。     

频率域直升机航空电磁法视电阻率转换及应用

以Impulse直升机航电水平共面装置系统参数为基础,介绍了正演公式,根据视电阻率转换的2种转换模型--均匀半空间和似层状半空间模型,分别介绍了一维搜索法和列线图查找法这两种视电阻率转换方法.根据应用实例,通过对比视电阻率转换图,探讨这2种方法的转换效果.     

太沙基一维固结理论在软土路基沉降变形初期阶段的开拓应用探讨

结合某高速公路K98 028、K98 470两处路堤完工一年后才开始的断续的前期沉降变形监测成果,利用太沙基一维固结理论,在缺少固结参数而又无法对多层软土路基固结参数分别反演的情况下,通过对地基整体固结参数的反演及数理统计分析,来达到沉降变形和沉降时问预测的目的;并通过与不同方法最终沉降变形预测结果之对比,及沉降预测结果与监测成果之拟合对比,进一步论证了该方法的可行性。     

基于时频分析与深度学习的结构震后损伤评估

为评估地震后钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤状态,提高损伤评估的效率和精度,文章提出一种基于时频分析和一维卷积神经网络(1D-CNN)的地震损伤评估方法。首先利用增量动力时程分析对一个6层RC框架结构进行地震损伤模拟,并根据最大层间位移角对加速度信号进行损伤程度的标定,以此来获取数据样本,随后应用五种不同的时频分析方法对原始信号进行处理;然后建立基于1D-CNN的地震损伤评估模型,并利用贝叶斯优化算法寻找模型中的最优参数组合;最后评估所提出模型方法在噪声情况下的泛化能力。研究结果表明：五种时频分析方法中,小波散射变换方法的准确率最高,达92.5%,且计算速度也最快,仅需144 s;另外在噪声下该方法仍可以保持较高的损伤评估准确率,具有较好的鲁棒性和泛化能力。     

一维回弹试验中卸载条件下的负超孔隙水压力响应

针对卸载条件下的孔隙水压力(简称孔压)响应问题,通过一维加载压缩和卸载回弹试验,研究了不同卸载量和卸载速率对孔压变化的作用影响,并基于Terzaghi一维固结理论建立了线性加载和卸载条件下孔压响应的预测方法,结合固结-渗透联合试验测定的压缩和回弹条件下的固结系数,评估了该类预测方法对于卸载条件下孔压响应预测的适用性。结果表明,卸载产生的负超孔压随着卸载量和卸载速率的增加而增加,在卸载初期,超孔压减小速率较快,之后则以近似恒定的速率减小,而基于Terzaghi一维固结理论建立的孔压预测方法并不完全适用于分析卸载过程中的这类孔压响应特性。     

基于Hyposat和HypoDD的山东地区地震波一维速度模型

本文收集了2009—2016年山东地区M≥0.1的1 554次地震事件及其走时数据,对该地区地震波一维速度模型进行了研究。首先,使用走时曲线拟合、折合走时曲线分析等方法给出了山东地区地震波一维速度结构模型的初始模型以及参考变化范围;然后,精选55次震相较为丰富的地震事件,用Hyposat方法进行批量重定位,根据残差以及地球物理背景给出P波参考模型,之后对理论波速比加入合理的扰动,对所有P波和S波速度模型组合进行批量地震重定位,根据残差结果极小值获得了最优的P波和S波速度模型;最后,利用多重检验方法对最优模型进行检验,包括天然及非天然地震事件检验、3种定位水平差异检验、4种定位深度差异检验以及乳山和长岛震群的双差定位检验,最终获得了较为可靠的山东地区地震波一维速度模型:vP1=6.13km/s,vP2=6.88km/s,vP3=7.93km/s,H1=22km,H2=33km,vS1=3.54km/s,vS2=3.95km/s,vS3=4.46km/s。另外,本文发现,单纯型等非线性算法的定位结果对于速度模型依赖性较低,反之Geiger类型的线性迭代定位方法则较为依赖速度模型。     

互补算法在一维非线性固结求解中的应用

以一维非线性固结为例,介绍了互补算法在固结问题求解中的应用。将地基土体的压缩特性曲线进行分段线性拟合并引入控制变量,得到土体孔隙比与有效应力间的统一关系式,并获得压缩曲线中的互补关系;详细推导了以孔隙比与有效应力为变量的一维非线性固结微分方程,通过对其进行差分求解,并结合压缩曲线中的互补条件,使得不同时刻的非线性固结问题转化为标准的线性互补问题。这样,非线性固结问题可通过在线性固结差分法中嵌入互补模型算法进行求解。该法的合理性通过与普通迭代算法进行对比获得证明。在此基础上,对一维固结问题线性与非线性解答的差异及影响非线性计算的因素进行了分析。计算中发现,互补模型算法在计算效率方面优于普通迭代法;线性计算程序中嵌入互补模型算法计算非线性固结在程序上容易实现;互补模型算法中通过对控制变量的求解,可判断地基土体所处的压缩状况     

基于一维固结试验的压实黄土蠕变模型

运用高压固结仪对压实黄土进行了长期蠕变试验,试验结果发现,压实黄土有很明显的蠕变变形,蠕变变形占总变形的6%～23%。试样含水率越高,压实度越小,蠕变占总变形的比例也越大,随着应力水平的提高,蠕变占总变形的比例减小。提出了适合描述压实黄土变形规律的非线性经验蠕变模型,结合分层总和法,对此模型进行了验证,并运用此模型,研究了不同含水率、不同压实度下黄土高填方工后沉降的变化规律,发现工后沉降与填料压实度和含水率之间符合对数关系。若以工后沉降速率v < 0.1 mm/d为工后沉降稳定标准,则高填方沉降在工后200～650 d稳定,且压实度越高,含水率越低,沉降稳定需要的时间越长。     

矩形大定源层状模型瞬变电磁响应计算

针对矩形大定源介绍了一种层状导电模型瞬变电磁响应的快速计算方法.其基本思想是,将大定源回线源用较少的有限大小方形回线叠加.在频率域,该叠加过程导出矩形大定源回线模型响应可以表示为一个标准的Hankel积分,叠加效应仅仅是相应Bessel函数的空间积分过程.瞬变电磁响应可以利用余弦变换由频率域响应获得.均匀半空间模型计算结果和解析解较为吻合,层状模型模拟结果符合物理规律,不同测点位置感应电动势的视电阻率具有很好的一致性.新方法误差只是来源于圆回线对小方形回线的等效误差.与均匀半空间解析结果比较,只用16个方形回线等效,相对误差就可以小于10^-3.     

非饱和土一维固结混合流体方法的解析分析

对采用混合可压缩流体方法分析非饱和土一维固结问题的固结方程进行了求解,在得到的解析解的基础上,对影响非饱和土一维固结的因素进行了分析。分析结果表明,在采用混合流体方法计算非饱和土一维固结的孔隙水压力时,所用公式与计算饱和土一维固结的太沙基理论公式基本相同,不同之处在于引入Bishop有效应力系数来体现孔隙气对孔隙水的影响。而在非饱和土孔隙气压的计算公式中除了体现孔隙水对孔隙气的影响参数以外,还有体现孔隙气体的可压缩性对固结影响的参数。在所有影响因素中,影响非饱和土一维固结最重要的因素是孔隙流体的渗流路径。